JP4165275B2

JP4165275B2 - Contact type vibration damping device

Info

Publication number: JP4165275B2
Application number: JP2003094143A
Authority: JP
Inventors: 真彰濱田
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004301219A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、簡単な構造をもって容易に製造され得て、有効な制振効果を発揮し得る、新規な構造の制振装置に係り、特に防振すべき振動が及ぼされるハウジングに対して、その内部のマス収容空間内に収容配置された独立マス部材の打ち当たりに基づいて制振効果を得るようにした当接型制振装置の新規な構造に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、自動車の車体等のように振動が問題となる振動部材においては、その振動を低減するための制振装置として、防振すべき振動部材にゴム弾性体を介して金属マスを弾性支持せしめることにより、振動部材に対する副振動系を構成するようにしたダイナミックダンパが、広く採用されている。このようなダイナミックダンパにおいては、副振動系の固有振動数を、主振動系たる振動部材で問題となる振動周波数にチューニングすることにより、振動部材におけるチューニング周波数域の振動に対して有効な制振効果を得ることが出来る。
【０００３】
ところが、このような副振動系からなる制振装置では、ゴム弾性体におけるばね特性の温度依存性に起因して、例えば自動車用エンジンマウント等のように数十度の温度変化に晒される場合にチューニング周波数や制振特性の変化が大きくなり、目的とする制振効果を安定して得ることが難しいという問題があった。しかも、有効な制振効果の発揮される周波数域が狭いことから、例えば走行状態等に応じて防振すべき振動の周波数域が変化する自動車の振動部材等においては、充分に有効な制振効果を得ることが難しいことに加えて、副振動系のチューニング精度が要求されて製造や管理が難しい等という問題もあった。
【０００４】
そこで、このような問題に鑑み、本出願人は、先に、特許文献１や特許文献２，特許文献３において、防振すべき振動が及ぼされるハウジングによってマス収容空間を形成し、該マス収容空間に対して別体の独立マス部材を非接着で独立して相対変位可能に収容配置せしめて、該独立マス部材の該ハウジングに対する弾性的な打ち当たりによって相殺的な制振効果を得るようにした、新規な構造の当接型制振装置を提案した。このような構造の制振装置においては、簡単な構造をもって製造することが可能で、広い周波数域に亘る振動に対して有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第６４３９３５１号明細書
【特許文献２】
米国特許出願公開２００１−００３２７６４号明細書
【特許文献３】
米国特許出願公開２００２−００３０３１５号明細書
【０００６】
ところで、上述の如き先の出願に係る当接型制振装置においては、何れも、ハウジングのマス収容空間において独立マス部材の全周囲に隙間が形成される状態で、独立マス部材が所定のガタつきをもって収容配置されており、独立マス部材がハウジング内で飛び跳ね変位せしめられる際に充分な変位量が確保され得るようになっている。
【０００７】
ところが、本発明者が更なる検討を加えた結果、例えば自動車用の制振装置等のように、防振すべき振動以外にも外力や他の振動等が及ぼされる場合に、上述の如き先願構造の当接型制振装置においては、独立マス部材がマス収容空間内で防振すべき振動入力方向以外に変位してハウジングに当接することで異音や振動が新たに発生するおそれがあるという問題が明らかとなった。また、先願構造の当接型制振装置では、ハウジングのマス収容空間内で独立マス部材の位置が安定し難いために、その使用状況等によっては、独立マス部材の変位が不安定となって目的とする制振効果を安定して得ることが難しくなるおそれのあることも明らかとなった。
【０００８】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、マス収容空間内での独立マス部材の不必要な変位に伴うハウジングへの打ち当たりが軽減乃至は回避されると共に、防振すべき振動入力方向における独立マス部材のハウジングに対する打ち当たりが安定して生ぜしめられて目的とする制振効果が効果的に安定して発揮され得る、改良された構造の当接型制振装置を提供することにある。
【０００９】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【００１０】
（本発明の態様１）
本発明の態様１は、防振すべき振動が及ぼされるハウジングによってマス収容空間を形成し、該マス収容空間に対して別体の独立マス部材を非接着で収容配置すると共に、該独立マス部材と該ハウジングの少なくとも一方における振動入力方向での当接部位を当接弾性体で構成して、該独立マス部材の該ハウジングに対する弾性的な当接によって制振効果を得るようにした当接型制振装置において、振動入力方向において前記当接弾性体が弾性変形せしめられた状態で、前記独立マス部材を前記ハウジングに収容配置すると共に、防振すべき振動の入力に際して、該当接弾性体が更に弾性変形して該独立マス部材または該ハウジングから離隔せしめられることにより、振動入力方向で該独立マス部材が該ハウジングに対して弾性的に打ち当たるようにして当接せしめられるようにしたことを、特徴とする。
【００１１】
本態様に従う構造とされた当接型制振装置においては、外部から振動が及ぼされていない状態下では、独立マス部材がハウジングに対して当接弾性体によって弾性的に位置決め保持されていることから、例えば防振すべき振動以外の加速度の小さい外力が及ぼされた場合にも、独立マス部材のハウジングに対する不必要な変位が抑えられるのであり、それ故、独立マス部材のハウジングに対する当接に起因する打音や振動の発生が防止され得る。
【００１２】
そして、防振すべき振動の入力時には、独立マス部材とハウジングの間に介在せしめられた当接弾性体が離隔するまで弾性変形して、独立マス部材がハウジングから離隔せしめられてハウジングに打ち当たるようにされることから、独立マス部材のハウジングに対する弾性的に打ち当たりが充分に大きな当接力で発現され得ることとなり、打ち当たりに基づく相殺的な制振効果が有効に発揮され得るのである。
【００１３】
そこにおいても、本態様の当接型制振装置では、当接弾性体によって独立マス部材をハウジング内の所定位置に弾性的に位置決め保持せしめることが可能であることから、防振すべき振動入力時における独立マス部材の変位やハウジングへの打ち当たりを安定して生ぜしめて、目的とする制振効果を一層有利に且つ安定して発揮させることが出来るのである。
【００１４】
（本発明の態様２）
本発明の態様２は、前記態様１に係る当接型制振装置であって、前記独立マス部材および前記ハウジングが、何れも金属材で形成されており、該独立マス部材と該ハウジングの少なくとも一方に前記当接弾性体が固着されて設けられていることを、特徴とする。本態様においては、独立マス部材とハウジングを剛性の大きい金属材で形成したことにより、独立マス部材のハウジングに対する打ち当たりに基づく相殺的な制振効果が一層有利に発揮され得る。また、当接弾性体として例えばゴム弾性体を採用すれば、独立マス部材やハウジングに対して加硫接着等によって、当接弾性体を強固に且つ容易に固着することが可能となる。
【００１５】
（本発明の態様３）
本発明の態様３は、前記態様２に係る当接型制振装置であって、前記独立マス部材と前記ハウジングの対向面間において前記当接弾性体が直接に挟まれて介在せしめられることにより、該独立マス部材の該ハウジングへの当接に際して該当接弾性体が圧縮変形せしめられるようになっていることを、特徴とする。本態様においては、当接弾性体の耐久性を有利に確保することが出来ると共に、当接弾性体のばね定数を大きくチューニングすることが容易となり、例えば大きな加速度の振動が及ぼされる場合等にも有利に対応することが可能となる。
【００１６】
（本発明の態様４）
本発明の態様４は、前記態様３に係る当接型制振装置であって、前記独立マス部材の外周面と前記ハウジングの内周面との少なくとも一方が、略全面に亘って、前記当接弾性体によって被覆されていることを、特徴とする。本態様においては、独立マス部材とハウジングの当接面間に当接弾性体が常に介在せしめられ得て、それら独立マス部材とハウジングの当接弾性体を介しての打ち当たりが一層安定して生ぜしめられることとなる。
【００１７】
（本発明の態様５）
本発明の態様５は、前記態様２に係る当接型制振装置であって、前記ハウジングの前記独立マス部材に対する当接部位に窓部が形成されていると共に、該窓部を覆蓋するように前記当接弾性体が該ハウジングに固着されており、該独立マス部材の該ハウジングへの当接に際して該当接弾性体が剪断変形せしめられるようになっていることを、特徴とする。本態様においては、当接弾性体のばね定数を小さくチューニングすることが容易となり、例えば小さな加速度の振動が及ぼされる場合等にも有利に対応して有効な制振効果を得ることが可能となる。
【００１８】
（本発明の態様６）
本発明の態様６は、前記態様１乃至５の何れかに係る当接型制振装置であって、前記独立マス部材と前記ハウジングの対向面間において部分的に、前記当接弾性体が弾性変形状態で介在されていない隙間領域を形成したことを、特徴とする。本態様においては、防振すべき振動の入力方向に対する隙間領域の位置や大きさを適当に設定することにより、例えば、当接弾性体のばね定数を大きな自由度で設計することが可能となり、或いはまた、独立マス部材の変位に際してのハウジングとの摩擦抵抗を軽減せしめて独立マス部材のハウジングに対する変位を一層有利に生ぜしめることにより、独立マス部材のハウジングに対する弾性的な打ち当たりに基づく制振効果の更なる向上を図ることも可能となる。
【００１９】
（本発明の態様７）
本発明の態様７は、前記態様１乃至６の何れかに係る当接型制振装置であって、前記独立マス部材と前記ハウジングの対向面間において、複数の方向で前記当接弾性体が介在せしめられていることにより、該独立マス部材が該ハウジングの前記マス収容空間において略中央に位置決め保持されるようになっていることを、特徴とする。本態様においては、例えば、防振すべき振動入力方向以外に振動が及ぼされた場合等においても、ハウジング内の所定位置に独立マス部材が位置せしめられて、独立マス部材のハウジングに対する相対変位が安定して生ぜしめられることから、防振すべき振動に対して有効な制振効果が一層安定して発揮され得るし、また、防振すべき振動以外の方向に振動が及ぼされた場合でも、独立マス部材のハウジングに対する当接が緩衝的に制限されることにより、独立マス部材のハウジングへの当接に起因する異音や振動の悪化が回避され得るのである。
【００２０】
（本発明の態様８）
本発明の態様８は、前記態様１乃至７の何れかに係る当接型制振装置であって、前記ハウジングに対して少なくとも５Ｇの加速度で加振力が及ぼされた際に、前記当接弾性体が前記独立マス部材または該ハウジングから離隔せしめられるようにしたことを、特徴とする。本態様においては、特に自動車用の防振装置として有効に採用され得て、自動車に乗車する人間において体感的に特に問題となり易い、５Ｇ以上の加速度の振動に対して、独立マス部材のハウジングへの打ち当たりに基づく相殺的な制振効果を有効に得ることが出来る。なお、本態様においては、５Ｇより小さい加速度、例えば１Ｇや３Ｇ程度の加速度の振動入力時においても、当接弾性体が独立マス部材またはハウジングから離隔せしめられて打ち当たることにより防振効果が発揮されるようにすることを排除するものでは、決してない。
【００２１】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２２】
先ず、図１〜２には、本発明の第一の実施形態としての制振装置１０が示されている。この制振装置１０は、ハウジング１４によって画成されたマス収容空間２２に独立マス部材としてマス金具１６が収容配置された構造を有しており、振動入力時には、マス金具１６がハウジング１４に対して弾性的に当接されることによって制振効果を発揮するようになっている。
【００２３】
より詳細には、ハウジング１４は、下方に向かって開口する円形断面の逆カップ状を有するハウジング本体１８と、該ハウジング本体１８の下側開口部を略密閉状に覆蓋する円板形状のハウジング蓋体２０によって形成されている。そして、ハウジング本体１８が蓋体２０で覆蓋されることにより、ハウジング１４の中空内部には、軸方向（図１の上下方向）に一定断面で延びる円柱体形状のマス収容空間２２が形成されている。
【００２４】
なお、本実施形態では、マス収容空間２２の軸方向（図１中の上下方向）の内法寸法よりも軸直角方向（図１中の左右方向）の内径寸法が所定量だけ大きくされている。
【００２５】
また、本実施形態において、ハウジング１４には、下方に延び出す複数本の脚部２４が一体的に設けられており、これらの脚部２４が、自動車のボデー等の防振すべき振動部材２６に対して重ね合わされてボルト２８等で固定的に取り付けられることにより、かかる振動部材２６に装着されるようになっている。これにより、制振装置１０の振動部材２６への装着状態下、振動部材２６の振動がハウジング１４に対して直接に及ぼされるようになっている。
【００２６】
一方、マス金具１６は、球体形状の中実ブロックであって、その外径寸法が、ハウジング１４のマス収容空間２２の軸方向内法寸法よりも所定量だけ小さくされている。
【００２７】
また、マス金具１６の表面には、その全面を略一定厚さで覆うようにして、当接弾性体としての当接ゴム膜３０が形成されており、マス金具１６に対して加硫接着されている。
【００２８】
なお、ハウジング１４やマス金具１６は、有効な防振効果を得るために大きな剛性を有する材料で形成することが望ましく、例えば鉄鋼やアルミニウム合金等によって有利に形成され得る。特にマス金具１６は、コンパクトな制振装置１０を実現するために高比重材であることが望ましく、例えば鉄鋼等で有利に形成される。なお、硬質の合成樹脂材料等でハウジング１４を形成することも可能であるが、その場合に好適には、５×１０⁴ＭＰａ以上の弾性率を有するものを採用することが望ましい。
【００２９】
また、当接ゴム膜３０は、例えば、その成形型の成形キャビティ内に予めマス金具１６をセットして、マス金具の表面上で加硫成形することによって有利に形成されるが、その際、かかる当接ゴム膜３０としては、マス金具１６のハウジング１４への当接時の打音を軽減すると共に、マス金具１６のハウジング１４への打ち当りに基づく制振効果を一層効果的に得るために、ＡＳＴＭ規格Ｄ２２４０のショアＤ硬さが８０以下であることが望ましく、より望ましくは、同ショアＤ硬さが２０〜４０とされる。
【００３０】
ここにおいて、マス金具１６の表面に被着形成された当接ゴム膜３０の外径寸法は、ハウジング１４内への組付前の自由な状態下で、マス収容空間２２の軸直角方向内径寸法よりは小さいが、マス収容空間２２の軸方向内法寸法よりも大きくされている。これにより、マス金具１６がマス収容空間２２に収容されてハウジング１４に組み込まれた状態下では、当接ゴム膜３０が、ハウジング本体１８の底壁部３２とハウジング蓋体２０の間で、マス収容空間２２の軸方向で挟み込まれて所定量だけ圧縮変形されている。なお、ハウジング本体１８の周壁部３４の内周面と当接ゴム膜３０の外周面との間には、隙間３６が形成されており、当接ゴム膜３０に弾性変形が及ぼされていない。
【００３１】
このような構造とされた本実施形態の制振装置１０においては、図１に示されている如き振動部材２６への装着状態下で、振動部材２６において図１中で主として上下方向（マス収容空間２２内で当接ゴム膜３０が圧縮変形せしめられた方向）に生ぜしめられる振動に対して、有効な制振効果を発揮し得ることとなる。
【００３２】
すなわち、振動部材２６における図１中の上下方向の振動が制振装置１０に及ぼされて、ハウジング１４が振動部材２６と一体的に加振されると、その加振力が、当接ゴム膜３０を介して、マス金具１６にまで及ぼされることとなる。そして、マス金具１６が、入力振動に応じた振動加速度と周波数，位相で加振変位せしめられるが、振動加速度が小さい振動入力状態下では、マス金具１６は、当初から所定量だけ圧縮変形せしめられた当接ゴム膜３０の弾性変形に基づいて、マス収容空間２２内での変位が許容される。要するに、マス金具１６は、振動入力方向両側において、それぞれ、当接ゴム膜３０を介してハウジング１４に弾性的に連結されたままの状態で変位せしめられることとなる。
【００３３】
従って、このような振動加速度が小さい振動入力時には、ハウジング１４を含む振動部材２６の主振動系に対して、マス金具１６の質量：Ｍと当接ゴム膜３０のばね特性（ばね定数）：ｋを有する一つの副振動系が構成されることとなり、以て、かかる副振動系により、主振動系に対するダイナミックダンパの作用が発現されて制振効果が発揮されるのである。なお、このような状態下では、マス金具１６の質量：Ｍと当接ゴム膜３０のばね特性（ばね定数）：ｋを適当に調節して副振動系の共振周波数を主振動系において防振すべき振動周波数にチューニングすることによって、有効な制振効果を得ることが可能である。
【００３４】
一方、振動加速度が大きい振動の入力状態下では、マス金具１６の変位量が大きくなって、図３に示されているように、マス金具１６の当接変位側で当接ゴム膜３０の圧縮変形量が大きくなることにより、マス金具１６の反対側で当接ゴム膜３０がハウジング１４から離れて離隔間隙３８を生ずるようになる。これにより、マス金具１６の変位に伴うハウジング１４への打ち当たりに際して、ハウジング１４に対して大きな衝撃的荷重が及ぼされるのであり、以て、本願出願人が先に出願した前述の特許文献１，２，３等に記載されている如き、マスの打ち当たり当接に基づく相殺的な制振効果が、振動部材２６に対して有効に作用せしめられるのである。
【００３５】
そして、このように当接ゴム膜３０がハウジング１４から離れてマス金具１６の当接がハウジング１４に対して衝撃的荷重を及ぼす打ち当たり状態下では、前述の如きダイナミックダンパの作用とは異なり、小さなマス金具１６の質量でも大きな制振効果を得ることが可能となると共に、より広い周波数域の振動に対して有効な制振効果を得ることが可能となるのであり、また、温度変化に晒された場合でも、ダイナミックダンパの作用が当接ゴム膜３０のばね定数の変化等に起因して制振効果が大きく変化してしまうのに比して、所期の制振効果を安定して発揮し得ることとなるのである。
【００３６】
なお、マス金具１６の変位が大きくなって当接ゴム層３０がハウジング１４から離隔することによって、発揮される制振作用がダイナミックダンパの制振作用と異なることの理論的根拠は、未だ、充分に明らかにされておらず、それを明らかにすることが本発明の目的ではないから、ここでは詳述しないが、本発明者が透明なハウジング１４を用いて高速カメラで撮影した実験によると、当接ゴム層３０が常時当接状態にある振動加速度が小さい状態と、振動加速度が大きくなって当接ゴム層３０がハウジングから離れて打ち当たる状態とでは、明らかに制振効果の異なることが確認されている。
【００３７】
因みに、図４に示されているように、本実施形態に従う構造とされた制振装置１０を用いて、その制振効果を実測する実験を行い、その実験結果を、図５及び図６に示す。なお、本実験では、鉛直方向に加振力を及ぼす出力軸４０を備えた加振機４２を用いて、その出力軸４０上にロードセル４４を介して、制振装置１０のハウジング１４を固着せしめた。また、加振機４２によって制振装置１０に及ぼされる加振力を検出するために、出力軸４０に加速度センサ４６を取り付けた。そして、加振機４２の出力軸４０の出力加速度を複数段階に設定し、各加速度での発生加振力の周波数を次第に変化させつつ、ハウジング１４の振動状態をロードセル４４で検出することによって実験を行った。
【００３８】
得られた実験データのうち、マス金具１６の変位に際しても当接ゴム層３０が常時ハウジング１４に当接状態下に保持される程度の小さい加速度の振動を及ぼした場合のデータとして、出力軸４０で及ぼされる振動加速度を０．５Ｇとして場合の実験データを図５に示す。また、マス金具１６の変位に際して当接ゴム層３０がハウジング１４から離隔して離隔間隙３８が生ぜしめられる程に大きい加速度の振動を及ぼした場合のデータとして、振動加速度：３．０Ｇの実験データを図５に示す。
【００３９】
なお、図５，６中、ゲインは、加速度センサ４６で検出される振動レベルと、ロードセル４４で検出される振動レベルの比に相当するものであり、位相は、加速度センサ４６で検出される振動と、ロードセル４４で検出される振動の位相の差を表す。
【００４０】
図５に示されたデータからは、略９０Hz程度にチューニングされた従来構造のダイナミックダンパと同じ特性が認められる。これに対して、図６に示されたデータからは、従来構造のダイナミックダンパの特性とは明らかに異なる特性が認められ、しかも、その特性は、図５に示されたものよりも格段に大きなゲインが、充分に広い周波数域に亘って発揮されていることが認められるのである。
【００４１】
なお、１００Hzを僅かに超えた周波数域でゲインが極端に低下しているが、これは、ハウジング１４と当接ゴム２２の間る離隔間隙３０を生ずる程に金属マス１６が飛び跳ね状態にあることから、金属マス１６と加振力の位相の関係上、金属マス１６の動きが加振力の方向と同期して有効な当接状態が発生しなくなること、或いは、金属マス１６とハウジング１４の間で圧縮変形せしめられた当接ゴム膜３０の弾性的な復元が金属マス１６の変位に追従しなくなって実質的にハウジング１４のマス収容空間２２内に浮いた状態となること、等によるものであろうと推考されるが、未だ充分に明らかにされていない。何れにしても、このようなゲインの急落が認められるということは、図５に示された従来のダイナミックダンパの特性と明らかに異なる点であり、このことからも、前述の如き構造の制振装置１０においては、マス金具１６がハウジング１４に対して当接ゴム膜３０による弾性的な連結状態になく、飛び跳ねて離隔間隙３８が生ぜしめられることによりマス金具１６がハウジング１４に対して実質的に離隔して独立的に変位せしめられており、かかるゲインの急落周波数よりも低い周波数域では、マス金具１６のハウジング１４に対する打ち当たりが有効に生ぜしめられて、その打ち当たりに基づく衝撃的な荷重によって相殺的な制振効果が発揮され得るものと考えられるのである。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態としての制振装置１０について説明してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて、種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００４３】
例えば、図７に示されているように、前記第一の実施形態に従う制振装置において、そのハウジング１４の周壁部３４を、矩形筒体形状としても良い。特に、このように矩形筒体形状の周壁部３４を採用すれば、マス金具１６の変位に際しての当接ゴム膜３０のハウジング１４に対する摺接面積を小さくして、摺動抵抗を抑えることが可能となることから、マス収容空間２２内でのマス金具１６の変位に基づく制振効果の更なる向上が図られ得る。なお、図７を含む、前記第一の実施形態とは異なる本発明の別の態様を示す、以下の図においては、その理解を容易とするために、第一の実施形態と同様な構造とされた部材および部位に対して、図中に、第一の実施形態と同一の符号を付しておく。
【００４４】
また、図８に示されているように、前記第一の実施形態に従う制振装置において、ハウジング１４におけるマス収容空間２２の軸直角方向での内径寸法を、マス収容空間２２の軸方向での内法寸法と略同じとして、マス金具１６の外周面に被着形成された当接ゴム膜３０が、ハウジング１４の周壁部３４に対しても軸直角方向で圧縮当接されるようにしても良い。このように、軸方向および軸直角方向の両方で、マス金具１６をハウジング１４に対して、圧縮変形せしめられた当接ゴム膜３０を介して当接状態に保持せしめることにより、マス金具１６のハウジング１４内での位置を一層有利に安定化させることが出来ると共に、軸直角方向の入力振動に対しても、前記第一の実施形態における軸方向の入力振動に対するのと同様な制振効果を得ることが可能となる。
【００４５】
さらに、前記第一の実施形態に従う制振装置においては、マス金具１６の外周面に当接ゴム膜３０が被着形成されていたが、それに代えて、図９，図１０に示されているように、ハウジング１４の内周面に当接ゴム膜５０を被着形成しても良く、かかる構造においても、マス金具１６に当接ゴム膜３０を被着形成した図１，図８に示された制振装置と同様な作用効果が発揮され得る。
【００４６】
また、前記第一の実施形態に従う制振装置においては、当接ゴム膜３０がマス金具１６とハウジング１４の間で振動入力方向で直接に挟まれて圧縮変形せしめられるようになっていたが、それに代えて、例えば図１１や図１２に示されているように、マス金具１６のハウジング１４への当接に際して、主に剪断変形せしめられる当接ゴム弾性体５２を採用することも可能である。このように剪断変形タイプの当接ゴム弾性体５２を採用することにより、当接ゴム弾性体５２のばね定数を耐久性を確保しつつ小さく設定することが可能となることから、マス金具１６のハウジング１４への打ち当たりに伴う打音や衝撃を一層低減することが出来ると共に、マス金具１６のハウジング１４への打ち当たりに基づく制振効果が、低周波数域において発揮されるようにチューニングすることも容易となる。
【００４７】
更にまた、ハウジング１４やマス金具１６の形状は、制振装置の装着スペースや、防振が要求される振動入力方向等に応じて適宜に変更設計されるものであって、何等、限定されるものでない。具体的には、例えば、図１３〜１４，或いは図１５に示されているように、矩形筒体形状のハウジング１４と円形ロッド形状のマス金具１６を採用することも可能であり、また、図１６に示されているように、矩形筒体形状のハウジング１４と矩形ロッド形状のマス金具１６を採用しても良い。なお、図１５，１６は、図１４に対応する横断面図である。
【００４８】
また、当接弾性体としての当接ゴム膜３０も、前記実施形態のようにマス金具１６の外周面やハウジング１４の内周面を全面に亘って覆うものである必要となく、要求される防振特性を考慮して適当なばね特性が発揮されるように適宜に変更設定され得る。具体的には、例えば、図１７〜１８，或いは図１９〜２０に示されているように、金属マス１６の表面に被着形成されて、ハウジング１４に向かって突出する複数のゴム弾性突起５４によって、当接弾性体を構成しても良い。特に、このように突起形状の当接弾性体を採用することにより、当接弾性体の自由表面を大きな自由度で設定することが出来ることから、当接弾性体のばね特性のチューニング自由度も大きく確保され得る。
【００４９】
さらに、前記実施形態では、防振すべき振動部材２６と別体形成されたハウジング１４によって、制振装置１０が振動部材２６と別体形成されていたが、防振すべき振動部材２６の内部にマス収容空間を形成することにより、振動部材２６をハウジング１４として利用するようにしても良い。
【００５０】
また、例えば金属粉末を混入せしめたゴム材料からなる高比重ゴム等を採用してマス部材を形成することにより、マス部材自体によって当接弾性体を構成せしめることも可能である。
【００５１】
加えて、本発明に従う構造とされた制振装置が適用されるのは、自動車等の車両用制振装置だけに限定されるものでなく、自動車或いはそれ以外の各種装置等における振動部材に対して、何れも適用可能である。
【００５２】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた制振装置においては、マス部材がハウジングに対して弾性的に位置決めされてマス部材の不必要な変位が防止されることから、例えば防振すべき振動以外の振動入力に際してのマス部材のハウジングへの打ち当たりに起因する異音や振動の発生が防止されると共に、マス部材のハウジング内での位置が安定化されて、防振すべき振動の入力時には、マス部材のハウジングに対する打ち当たりに基づいて発揮される本来の制振効果がより安定して有効に発揮され得るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態としての制振装置を示す縦断面説明図である。
【図２】図１におけるII−II断面図である。
【図３】図１に示された制振装置の作動状態を説明するための説明図である。
【図４】図１に示された実施形態に従う構造とされた制振装置について、その制振特性を実測する際に用いた実験装置を示す説明図である。
【図５】図４に示された実験装置を用いて図１に示された実施形態に従う構造とされた制振装置の０．５Ｇ加振下での制振特性を実測した結果を示すグラフである。
【図６】図４に示された実験装置を用いて図１に示された実施形態に従う構造とされた制振装置の３．０Ｇ加振下での制振特性を実測した結果を示すグラフである。
【図７】本発明の別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図２に対応する横断面図である。
【図８】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１に対応する縦断面図である。
【図９】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１に対応する縦断面図である。
【図１０】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１に対応する縦断面図である。
【図１１】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１に対応する縦断面図である。
【図１２】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１に対応する縦断面図である。
【図１３】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１に対応する縦断面図である。
【図１４】図１３におけるXIV −XIV 断面図である。
【図１５】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１４に対応する縦断面図である。
【図１６】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１４に対応する縦断面図である。
【図１７】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１に対応する縦断面図である。
【図１８】図１７におけるXVIII −XVIII 断面図である。
【図１９】本発明の更に別の態様とされた制振装置の一具体的構造例を示す、図１に対応する縦断面図である。
【図２０】図１９におけるXX−XX断面図である。
【符号の説明】
１０制振装置
１６マス金具
２２マス収容空間
２６振動部材
３０当接ゴム膜[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a vibration damping device having a novel structure that can be easily manufactured with a simple structure and can exhibit an effective vibration damping effect, and particularly to a housing that is subjected to vibration to be damped. The present invention relates to a novel structure of a contact-type vibration damping device that obtains a vibration damping effect based on the hitting of an independent mass member housed and arranged in an internal mass housing space.
[0002]
[Background]
Conventionally, in a vibration member where vibration is a problem, such as a car body of an automobile, a metal mass is elastically supported via a rubber elastic body as a vibration control device for reducing the vibration. A dynamic damper that constitutes a sub-vibration system for the vibration member by caulking is widely used. In such a dynamic damper, the natural frequency of the sub-vibration system is tuned to a vibration frequency that causes a problem in the vibration member that is the main vibration system, and effective damping against vibrations in the tuning frequency range of the vibration member. An effect can be obtained.
[0003]
However, in the vibration damping device composed of such a secondary vibration system, due to the temperature dependence of the spring characteristics of the rubber elastic body, for example, when exposed to a temperature change of several tens of degrees, such as an engine mount for an automobile. There has been a problem that it is difficult to stably obtain the desired damping effect because the tuning frequency and the damping characteristics are greatly changed. In addition, since the frequency range where the effective damping effect is exhibited is narrow, for example, in a vibration member of an automobile in which the frequency range of vibration to be vibrated varies depending on the driving state, etc., sufficiently effective damping is performed. In addition to the difficulty in obtaining the effect, there was a problem that the tuning accuracy of the sub-vibration system was required and manufacturing and management were difficult.
[0004]
Therefore, in view of such a problem, the applicant of the present invention previously formed a mass accommodation space in the patent document 1, patent document 2, and patent document 3 by a housing to which vibration to be damped is exerted. A separate independent mass member is accommodated and arranged in a non-adhering and independently displaceable manner with respect to the space so as to obtain a counteracting damping effect by elastic contact of the independent mass member with the housing A contact-type vibration damping device with a novel structure was proposed. The vibration damping device having such a structure can be manufactured with a simple structure, and an effective vibration damping effect can be obtained with respect to vibrations over a wide frequency range.
[0005]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 6,439,351
[Patent Document 2]
US Patent Application Publication No. 2001-0032764
[Patent Document 3]
US Patent Application Publication No. 2002-0030315
[0006]
By the way, in each of the contact-type vibration damping devices according to the above-mentioned previous application, the independent mass member has a predetermined backlash in a state where a gap is formed around the independent mass member in the mass accommodating space of the housing. When the independent mass member is jumped and displaced in the housing, a sufficient amount of displacement can be secured.
[0007]
However, as a result of further studies by the inventor, when an external force or other vibration is applied in addition to the vibration to be damped, such as a vibration control device for an automobile, the above-mentioned point is given. In the contact-type vibration damping device having the desired structure, there is a possibility that abnormal noise or vibration may be newly generated when the independent mass member is displaced in a direction other than the vibration input direction to be vibrated in the mass accommodating space and comes into contact with the housing. The problem was revealed. Further, in the contact type vibration damping device of the prior application structure, the position of the independent mass member is difficult to be stabilized in the mass accommodating space of the housing, so that the displacement of the independent mass member becomes unstable depending on the use situation or the like. It has also become clear that it may be difficult to stably obtain the desired damping effect.
[0008]
[Solution]
Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is to strike the housing in response to unnecessary displacement of the independent mass member in the mass accommodating space. The hit is reduced or avoided, and the contact of the independent mass member against the housing in the vibration input direction to be vibrated is stably generated, so that the desired damping effect can be effectively and stably exhibited. Another object of the present invention is to provide a contact-type vibration damping device having an improved structure.
[0009]
[Solution]
Hereinafter, the aspect of this invention made | formed in order to solve such a subject is described. In addition, the component employ | adopted in each aspect as described below is employable by arbitrary combinations as much as possible. In addition, aspects or technical features of the present invention are not limited to those described below, but are described in the entire specification and drawings, or can be understood by those skilled in the art from those descriptions. It should be understood that it is recognized on the basis of.
[0010]
(Aspect 1 of the present invention)
According to the first aspect of the present invention, a mass accommodating space is formed by a housing to which vibration to be damped is applied, and a separate independent mass member is accommodated in the mass accommodating space without being bonded, and the independent mass member And a contact type in which at least one of the housings in the vibration input direction is formed of a contact elastic body, and a vibration damping effect is obtained by elastic contact of the independent mass member with the housing In the vibration damping device, the independent mass member is accommodated in the housing in a state in which the abutting elastic body is elastically deformed in the vibration input direction. Further, by being elastically deformed and separated from the independent mass member or the housing, the independent mass member hits the housing elastically in the vibration input direction. Way that it has to be abutting brought characterized.
[0011]
In the contact-type vibration damping device structured according to this aspect, the independent mass member is elastically positioned and held with respect to the housing by the contact elastic body in a state where no vibration is applied from the outside. Therefore, for example, even when an external force having a small acceleration other than the vibration to be damped is applied, unnecessary displacement of the independent mass member with respect to the housing can be suppressed. The occurrence of hitting sound and vibration can be prevented.
[0012]
When a vibration to be damped is input, the contact elastic body interposed between the independent mass member and the housing is elastically deformed until it is separated, and the independent mass member is separated from the housing and hits the housing. As a result, the elastic mass contact with the housing of the independent mass member can be expressed with a sufficiently large contact force, and an offset vibration damping effect based on the impact can be effectively exhibited.
[0013]
Even in this case, in the contact-type vibration damping device of this aspect, the independent mass member can be elastically positioned and held at a predetermined position in the housing by the contact elastic body. The displacement of the independent mass member and the contact with the housing at the time can be stably generated, and the desired vibration damping effect can be exhibited more advantageously and stably.
[0014]
(Aspect 2 of the present invention)
Aspect 2 of the present invention is the contact-type vibration damping device according to aspect 1, wherein the independent mass member and the housing are both formed of a metal material, and at least the independent mass member and the housing The contact elastic body is fixedly provided on one side. In this aspect, since the independent mass member and the housing are formed of a metal material having high rigidity, the counteracting damping effect based on the hit of the independent mass member with respect to the housing can be exhibited more advantageously. If a rubber elastic body is employed as the contact elastic body, for example, the contact elastic body can be firmly and easily fixed to the independent mass member or the housing by vulcanization adhesion or the like.
[0015]
(Aspect 3 of the present invention)
Aspect 3 of the present invention is the contact-type vibration damping device according to aspect 2, wherein the contact elastic body is directly sandwiched between the independent mass member and the facing surface of the housing. The contact elastic body is configured to be compressed and deformed when the independent mass member is brought into contact with the housing. In this aspect, the durability of the abutting elastic body can be advantageously ensured, and it becomes easy to tune the spring constant of the abutting elastic body greatly, for example, when a large acceleration vibration is exerted. It becomes possible to respond advantageously.
[0016]
(Aspect 4 of the present invention)
Aspect 4 of the present invention is the contact-type vibration damping device according to Aspect 3, wherein at least one of the outer peripheral surface of the independent mass member and the inner peripheral surface of the housing covers the substantially entire surface. It is characterized by being covered with a contact elastic body. In this aspect, a contact elastic body can always be interposed between the independent mass member and the contact surface of the housing, and the contact between the independent mass member and the housing is more stable. It will be born.
[0017]
(Aspect 5 of the present invention)
Aspect 5 of the present invention is the contact-type vibration damping device according to aspect 2, wherein a window portion is formed at a contact portion of the housing with respect to the independent mass member, and the window portion is covered. The contact elastic body is fixed to the housing, and the contact elastic body is sheared and deformed when the independent mass member contacts the housing. In this aspect, it becomes easy to tune the spring constant of the abutting elastic body to a small value, and it is possible to obtain an effective damping effect in an advantageous manner even when, for example, a small acceleration vibration is exerted. .
[0018]
(Aspect 6 of the present invention)
Aspect 6 of the present invention is the contact-type vibration damping device according to any one of the aspects 1 to 5, wherein the contact elastic body is elastically partially between the independent mass member and the facing surface of the housing. It is characterized in that a gap region that is not interposed in a deformed state is formed. In this aspect, by appropriately setting the position and size of the gap region with respect to the input direction of vibration to be damped, for example, the spring constant of the contact elastic body can be designed with a large degree of freedom. Alternatively, the vibration resistance based on the elastic hitting of the independent mass member with respect to the housing is further improved by reducing the frictional resistance with the housing when the independent mass member is displaced, thereby more advantageously causing the displacement of the independent mass member with respect to the housing. It is also possible to further improve the effect.
[0019]
(Aspect 7 of the present invention)
Aspect 7 of the present invention is the contact-type vibration damping device according to any one of the aspects 1 to 6, wherein the contact elastic body is provided in a plurality of directions between the independent mass member and the facing surface of the housing. By being interposed, the independent mass member is positioned and held substantially at the center in the mass accommodating space of the housing. In this aspect, for example, even when vibration is applied in a direction other than the vibration input direction to be isolated, the independent mass member is positioned at a predetermined position in the housing, and the relative displacement of the independent mass member with respect to the housing is reduced. Since it is generated stably, the effective damping effect for the vibration to be damped can be exhibited more stably, and even when the vibration is exerted in a direction other than the vibration to be damped. By restricting the contact of the independent mass member to the housing in a buffering manner, it is possible to avoid the abnormal noise and the deterioration of vibration caused by the contact of the independent mass member to the housing.
[0020]
(Aspect 8 of the present invention)
Aspect 8 of the present invention is the contact-type vibration damping device according to any one of the above-described aspects 1 to 7, wherein when the excitation force is applied to the housing at an acceleration of at least 5G, the contact Elastic body Above It is characterized in that it can be separated from the independent mass member or the housing. In this aspect, it can be effectively used as an anti-vibration device for automobiles in particular, and to a housing of an independent mass member against vibrations of acceleration of 5G or more, which is particularly problematic for humans riding in automobiles. It is possible to effectively obtain an offset vibration suppression effect based on the hit of the. In this aspect, acceleration smaller than 5G, for example, 1G or 3G G Even when an acceleration of a certain degree of vibration is input, there is nothing to exclude that the anti-vibration effect is exhibited by the contact elastic body being separated from the independent mass member or the housing and hitting.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
1 to 2 show a vibration damping device 10 as a first embodiment of the present invention. The vibration damping device 10 has a structure in which a mass metal fitting 16 is accommodated and disposed as an independent mass member in a mass accommodation space 22 defined by the housing 14. By virtue of being elastically contacted, the vibration damping effect is exhibited.
[0023]
More specifically, the housing 14 includes a housing body 18 having an inverted cup shape with a circular cross section that opens downward, and a disk-shaped housing lid that covers the lower opening of the housing body 18 in a substantially sealed manner. It is formed by the body 20. Then, the housing body 18 is covered with the lid body 20, so that a cylindrical mass storage space 22 extending in a constant cross section in the axial direction (vertical direction in FIG. 1) is formed in the hollow interior of the housing 14. Yes.
[0024]
In the present embodiment, the inner diameter dimension in the direction perpendicular to the axis (left and right direction in FIG. 1) is larger than the internal dimension in the axial direction (vertical direction in FIG. 1) of the mass accommodating space 22 by a predetermined amount. .
[0025]
In the present embodiment, the housing 14 is integrally provided with a plurality of legs 24 that extend downward, and these legs 24 are vibration members 26 that are to be vibration-proof, such as automobile bodies. Are attached to the vibrating member 26 by being fixedly attached by bolts 28 or the like. As a result, the vibration of the vibration member 26 is directly applied to the housing 14 while the vibration damping device 10 is attached to the vibration member 26.
[0026]
On the other hand, the mass bracket 16 is a spherical solid block, and has an outer diameter dimension that is smaller than the inner dimension in the axial direction of the mass accommodating space 22 of the housing 14 by a predetermined amount.
[0027]
Further, a contact rubber film 30 as a contact elastic body is formed on the surface of the mass metal fitting 16 so as to cover the entire surface with a substantially constant thickness, and is vulcanized and bonded to the mass metal fitting 16. ing.
[0028]
The housing 14 and the mass metal fitting 16 are desirably formed of a material having a large rigidity in order to obtain an effective vibration isolation effect, and can be advantageously formed of, for example, steel or aluminum alloy. In particular, the mass bracket 16 is desirably a high specific gravity material in order to realize the compact vibration damping device 10, and is advantageously formed of, for example, steel. It is possible to form the housing 14 with a hard synthetic resin material or the like. ^Four It is desirable to employ one having an elastic modulus of MPa or more.
[0029]
The contact rubber film 30 is advantageously formed by, for example, setting the mass metal fitting 16 in advance in the molding cavity of the mold and vulcanizing and molding the surface of the mass metal fitting. The abutting rubber film 30 reduces the hitting sound when the mass metal fitting 16 abuts on the housing 14 and more effectively obtains a vibration damping effect based on the mass metal fitting 16 hitting the housing 14. Furthermore, it is desirable that the Shore D hardness of ASTM standard D2240 is 80 or less, and more desirably, the Shore D hardness is 20 to 40.
[0030]
Here, the outer diameter dimension of the abutting rubber film 30 deposited on the surface of the mass fitting 16 is the inner diameter dimension in the direction perpendicular to the axis of the mass accommodating space 22 in a free state before assembly into the housing 14. Although smaller than this, it is made larger than the internal dimension in the axial direction of the mass accommodating space 22. As a result, when the mass metal fitting 16 is accommodated in the mass accommodating space 22 and incorporated in the housing 14, the contact rubber film 30 is formed between the bottom wall portion 32 of the housing body 18 and the housing lid 20. The storage space 22 is sandwiched in the axial direction and is compressed and deformed by a predetermined amount. A gap 36 is formed between the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 34 of the housing body 18 and the outer peripheral surface of the contact rubber film 30, and the contact rubber film 30 is not elastically deformed.
[0031]
In the vibration damping device 10 of the present embodiment having such a structure, the vibration member 26 is mainly mounted in the vertical direction (mass accommodation) in FIG. 1 under the mounted state on the vibration member 26 as shown in FIG. An effective vibration damping effect can be exhibited against vibrations generated in the direction in which the contact rubber film 30 is compressed and deformed in the space 22.
[0032]
That is, when the vibration of the vibration member 26 in the vertical direction in FIG. 1 is applied to the vibration damping device 10 and the housing 14 is vibrated integrally with the vibration member 26, the vibration force is applied to the contact rubber film. The mass bracket 16 is extended through 30. The mass metal fitting 16 is displaced by vibration at a vibration acceleration, frequency, and phase according to the input vibration. Under the vibration input state where the vibration acceleration is small, the mass metal fitting 16 is compressed and deformed by a predetermined amount from the beginning. Based on the elastic deformation of the contact rubber film 30, displacement within the mass accommodating space 22 is allowed. In short, the mass bracket 16 is displaced while being elastically connected to the housing 14 via the contact rubber film 30 on both sides of the vibration input direction.
[0033]
Therefore, at the time of such a vibration input with a small vibration acceleration, the mass: M of the mass metal fitting 16 and the spring characteristic (spring constant) of the contact rubber film 30 with respect to the main vibration system of the vibration member 26 including the housing 14: k Therefore, the sub-vibration system exhibits the action of the dynamic damper with respect to the main vibration system and exhibits the vibration damping effect. In such a state, the mass of the mass metal fitting 16: M and the spring characteristic (spring constant) of the contact rubber film 30: k are appropriately adjusted so that the resonance frequency of the secondary vibration system is anti-vibrated in the main vibration system. An effective damping effect can be obtained by tuning to the vibration frequency to be performed.
[0034]
On the other hand, under the input state of vibration with a large vibration acceleration, the displacement amount of the mass fitting 16 becomes large, and the compression of the contact rubber film 30 on the contact displacement side of the mass fitting 16 as shown in FIG. As the amount of deformation increases, the contact rubber film 30 is separated from the housing 14 on the opposite side of the mass metal fitting 16 to form a separation gap 38. As a result, a large impact load is applied to the housing 14 when hitting the housing 14 due to the displacement of the mass metal fitting 16, and therefore, the above-mentioned Patent Document 1, previously filed by the applicant of the present application. As described in 2 and 3 and the like, the counteracting damping effect based on the contact of contact with the mass is effectively applied to the vibrating member 26.
[0035]
And, in such a striking state in which the contact rubber film 30 is separated from the housing 14 and the contact of the mass metal fitting 16 exerts an impact load on the housing 14, the action of the dynamic damper as described above is different. A large damping effect can be obtained even with the mass of the small mass metal fitting 16, and an effective damping effect can be obtained with respect to vibrations in a wider frequency range. Even when the dynamic damper is applied, the desired damping effect is stabilized as compared to the fact that the action of the dynamic damper greatly changes due to the change of the spring constant of the contact rubber film 30. It can be demonstrated.
[0036]
Note that the rationale that the vibration damping effect exerted by the mass metal fitting 16 becoming larger and the contact rubber layer 30 separating from the housing 14 is different from that of the dynamic damper is still sufficient. However, it is not the purpose of the present invention to clarify this, so it will not be described in detail here, but according to an experiment taken by the present inventor with a high-speed camera using a transparent housing 14, The vibration damping effect is clearly different between the state where the contact rubber layer 30 is always in a contact state and the vibration acceleration is small and the state where the vibration acceleration is increased and the contact rubber layer 30 strikes away from the housing. It has been confirmed.
[0037]
Incidentally, as shown in FIG. 4, an experiment for actually measuring the damping effect is performed using the damping device 10 having the structure according to the present embodiment, and the experimental results are shown in FIGS. 5 and 6. Show. In this experiment, the housing 14 of the vibration damping device 10 is fixed to the output shaft 40 via the load cell 44 using the vibration exciter 42 having the output shaft 40 that exerts an exciting force in the vertical direction. It was. In addition, an acceleration sensor 46 is attached to the output shaft 40 in order to detect the excitation force exerted on the vibration damping device 10 by the vibration exciter 42. The output acceleration of the output shaft 40 of the shaker 42 is set in a plurality of stages, and the load cell 44 detects the vibration state of the housing 14 while gradually changing the frequency of the generated excitation force at each acceleration. Went.
[0038]
Of the obtained experimental data, the output shaft 40 is used as data when the vibration of the acceleration is so small that the contact rubber layer 30 is always held in contact with the housing 14 even when the mass fitting 16 is displaced. FIG. 5 shows experimental data in the case where the vibration acceleration exerted on is 0.5G. In addition, when the mass metal fitting 16 is displaced, experimental data of vibration acceleration: 3.0G is used as data when the contact rubber layer 30 is separated from the housing 14 and the vibration is so large that the separation gap 38 is generated. Is shown in FIG.
[0039]
5 and 6, the gain corresponds to the ratio between the vibration level detected by the acceleration sensor 46 and the vibration level detected by the load cell 44, and the phase is the vibration detected by the acceleration sensor 46. And the difference in phase of vibration detected by the load cell 44.
[0040]
From the data shown in FIG. Hz The same characteristics as the dynamic damper of the conventional structure tuned to the extent are recognized. On the other hand, from the data shown in FIG. of A characteristic that is clearly different from the characteristic of the dynamic damper is recognized, and it is recognized that a much larger gain than that shown in FIG. 5 is exhibited over a sufficiently wide frequency range. It is done.
[0041]
100 Hz The gain is drastically reduced in the frequency range slightly exceeding the frequency range. This is because the metal mass 16 is in a jumping state to the extent that a separation gap 30 between the housing 14 and the contact rubber 22 is generated. Due to the relationship between the mass 16 and the phase of the excitation force, the movement of the metal mass 16 does not generate an effective contact state in synchronization with the direction of the excitation force, or the metal mass 16 and the housing 14 are compressed. The elastic restoration of the deformed contact rubber film 30 does not follow the displacement of the metal mass 16 and substantially floats in the mass accommodating space 22 of the housing 14. Although it is speculated, it has not been clarified yet. In any case, the fact that such a sharp drop in gain is recognized is clearly different from the characteristics of the conventional dynamic damper shown in FIG. In the apparatus 10, the mass bracket 16 is not elastically connected to the housing 14 by the contact rubber film 30, and the mass bracket 16 substantially jumps to the housing 14 by jumping and generating a separation gap 38. In the frequency range lower than the sudden drop frequency of the gain, the mass metal fitting 16 strikes the housing 14 effectively, and the shock based on the strike is generated. It is considered that an offset damping effect can be exhibited by the load.
[0042]
Although the vibration damping device 10 as one embodiment of the present invention has been described above, this is merely an example, and the present invention is interpreted in a limited manner by the specific description in the embodiment. However, the present invention can be carried out in various modifications, corrections, improvements and the like based on the knowledge of those skilled in the art, and such embodiments do not depart from the spirit of the present invention. Needless to say, both are included within the scope of the present invention.
[0043]
For example, as shown in FIG. 7, in the vibration damping device according to the first embodiment, the peripheral wall portion 34 of the housing 14 may have a rectangular cylindrical shape. In particular, when the peripheral wall portion 34 having the rectangular cylindrical shape is employed, the sliding contact area of the contact rubber film 30 with respect to the housing 14 when the mass metal fitting 16 is displaced can be reduced, and the sliding resistance can be suppressed. Therefore, the vibration suppression effect based on the displacement of the mass fitting 16 in the mass accommodating space 22 can be further improved. In addition, in order to make the understanding easy in the following drawings showing another aspect of the present invention that is different from the first embodiment, including FIG. 7, the structure is the same as that of the first embodiment. The same reference numerals as those in the first embodiment are attached to the members and the parts that have been made.
[0044]
Further, as shown in FIG. 8, in the vibration damping device according to the first embodiment, the inner diameter dimension of the housing 14 in the direction perpendicular to the axis of the mass storage space 22 is set in the axial direction of the mass storage space 22. The contact rubber film 30 deposited and formed on the outer peripheral surface of the mass metal fitting 16 may be compressed and contacted in the direction perpendicular to the axis with respect to the peripheral wall portion 34 of the housing 14. good. As described above, the mass metal fitting 16 is held in contact with the housing 14 via the contact rubber film 30 compressed and deformed in both the axial direction and the direction perpendicular to the axis. The position in the housing 14 can be more advantageously stabilized, and the same vibration damping effect as that for the input vibration in the axial direction in the first embodiment can be obtained with respect to the input vibration in the direction perpendicular to the axis. Can be obtained.
[0045]
Further, in the vibration damping device according to the first embodiment, the contact rubber film 30 is formed on the outer peripheral surface of the mass metal fitting 16, but instead, it is shown in FIGS. 9 and 10. Thus, the contact rubber film 50 may be formed on the inner peripheral surface of the housing 14, and even in such a structure, the contact rubber film 30 is formed on the mass bracket 16 as shown in FIGS. The effect similar to the vibration damping device made can be exhibited.
[0046]
Further, in the vibration damping device according to the first embodiment, the contact rubber film 30 is directly sandwiched between the mass metal fitting 16 and the housing 14 in the vibration input direction so as to be compressed and deformed. Instead, for example, as shown in FIGS. 11 and 12, it is also possible to employ a contact rubber elastic body 52 that is mainly sheared and deformed when the mass metal fitting 16 contacts the housing 14. . By adopting the shear rubber elastic body 52 of the shear deformation type in this manner, the spring constant of the rubber contact body 52 can be set small while ensuring the durability. Tuning so that the sound and impact associated with hitting the housing 14 can be further reduced, and the damping effect based on the hitting of the mass bracket 16 against the housing 14 is exhibited in a low frequency range. Is also easier.
[0047]
Furthermore, the shapes of the housing 14 and the mass metal fitting 16 are appropriately changed and designed according to the installation space of the vibration damping device, the vibration input direction for which vibration isolation is required, and the like. Not a thing. Specifically, for example, as shown in FIGS. 13 to 14 or FIG. 15, it is possible to adopt a rectangular cylindrical housing 14 and a circular rod-shaped mass metal fitting 16. As shown in FIG. 16, a rectangular cylindrical housing 14 and a rectangular rod-shaped mass metal fitting 16 may be employed. 15 and 16 are cross-sectional views corresponding to FIG.
[0048]
Further, the contact rubber film 30 as the contact elastic body does not need to cover the entire outer peripheral surface of the mass metal fitting 16 or the inner peripheral surface of the housing 14 as in the above-described embodiment, and is required. It can be appropriately changed and set so that an appropriate spring characteristic is exhibited in consideration of the vibration proof characteristic. Specifically, for example, as shown in FIGS. 17 to 18 or FIGS. 19 to 20, a plurality of rubber elastic protrusions 54 formed on the surface of the metal mass 16 and projecting toward the housing 14. A contact elastic body may be configured. In particular, by adopting the protrusion-shaped contact elastic body in this way, the free surface of the contact elastic body can be set with a large degree of freedom. It can be secured greatly.
[0049]
Further, in the above-described embodiment, the vibration damping device 10 is formed separately from the vibration member 26 by the housing 14 formed separately from the vibration member 26 to be vibration-isolated. Alternatively, the vibrating member 26 may be used as the housing 14 by forming a mass accommodating space.
[0050]
In addition, for example, by forming a mass member using a high specific gravity rubber made of a rubber material mixed with a metal powder, the mass elastic member itself can constitute the contact elastic body.
[0051]
In addition, the vibration damping device structured according to the present invention is applied The What is applied is not limited to a vibration damping device for a vehicle such as an automobile, but can be applied to any vibration member in an automobile or other various devices.
[0052]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the vibration damping device having the structure according to the present invention, the mass member is elastically positioned with respect to the housing to prevent unnecessary displacement of the mass member. Abnormal noise and vibration due to the striking of the mass member against the housing during vibration input other than vibration to be prevented from vibration are prevented, and the position of the mass member in the housing is stabilized, thereby preventing vibration. When the vibration to be input is input, the original damping effect that is exhibited based on the striking of the mass member against the housing can be more stably and effectively exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a vibration damping device as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an operating state of the vibration damping device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an experimental device used when actually measuring the vibration damping characteristics of the vibration damping device structured according to the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a graph showing the results of actual measurement of damping characteristics under 0.5 G excitation of a damping device structured according to the embodiment shown in FIG. 1 using the experimental device shown in FIG. 4; It is.
6 is a graph showing a result of actual measurement of damping characteristics under 3.0 G excitation of the damping device structured according to the embodiment shown in FIG. 1 using the experimental device shown in FIG. 4; It is.
7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2, showing a specific structural example of a vibration damping device according to another aspect of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1, showing a specific structural example of a vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 and showing a specific structural example of a vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1, showing a specific structural example of a vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
11 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 and showing a specific structural example of a vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
12 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1, showing a specific structural example of a vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
13 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1, showing a specific structural example of a vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG.
15 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 14 and showing a specific structural example of a vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
FIG. 16 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 14 and showing a specific structural example of the vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
FIG. 17 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 and showing a specific structural example of a vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
18 is a cross-sectional view taken along the line XVIII-XVIII in FIG.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 and showing a specific structural example of a vibration damping device according to still another aspect of the present invention.
20 is a cross-sectional view taken along the line XX-XX in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Vibration control device
16 Mass bracket
22 Mass storage space
26 Vibration member
30 Contact rubber film

Claims

A mass accommodating space is formed by a housing to which vibration to be damped is applied, and a separate independent mass member is accommodated in the mass accommodating space in a non-adhesive manner, and at least one of the independent mass member and the housing. In the contact-type vibration damping device in which the contact portion in the vibration input direction is configured by a contact elastic body so as to obtain a vibration suppression effect by elastic contact of the independent mass member with the housing,
The independent mass member is accommodated in the housing in a state in which the abutting elastic body is elastically deformed in the vibration input direction, and the corresponding contact elastic body is further elastically deformed when a vibration to be vibrated is input. The abutment characterized in that the independent mass member is made to abut against the housing in an elastic input direction by being separated from the independent mass member or the housing. Mold damping device.

2. The contact according to claim 1, wherein each of the independent mass member and the housing is formed of a metal material, and the contact elastic body is fixed to at least one of the independent mass member and the housing. Contact-type damping device.

The abutment elastic body is directly sandwiched between the independent mass member and the facing surface of the housing, so that the abutment elastic body is compressed and deformed when the independent mass member abuts against the housing. The contact-type vibration damping device according to claim 2 configured as described above.

4. The contact-type vibration damping device according to claim 3, wherein at least one of the outer peripheral surface of the independent mass member and the inner peripheral surface of the housing is covered with the contact elastic body over substantially the entire surface.

A window portion is formed at a contact portion of the housing with respect to the independent mass member, and the contact elastic body is fixed to the housing so as to cover the window portion, and the housing of the independent mass member The contact-type vibration damping device according to claim 2, wherein the contact elastic body is subjected to shear deformation upon contact with the contact.

6. The contact type control according to any one of claims 1 to 5, wherein a gap region in which the contact elastic body is not interposed in an elastically deformed state is partially formed between opposing surfaces of the independent mass member and the housing. Shaker.

A direction perpendicular to the vibration input direction to be vibrated while the abutting elastic body is compressed and interposed in an elastically deformed state between the opposed surfaces of the independent mass member and the housing in one direction which is a vibration input direction to be vibrated Then, the contact-type vibration damping device according to claim 6, wherein a gap region in which the corresponding contact elastic body is not compressed and interposed in an elastically deformed state is formed over the entire area between the independent mass member and the opposing surface of the housing.

The independent mass member has a spherical shape, and in one radial direction of the independent mass member, the abutting elastic body is compressed and interposed between the opposing surfaces of the independent mass member and the housing in an elastically deformed state. 8. The contact according to claim 7, wherein in the radial direction perpendicular to each other, a gap region in which the corresponding elastic contact body is not compressed and interposed in an elastically deformed state is formed over the entire circumference between the independent mass member and the opposing surface of the housing. Mold damping device.

The independent mass member has a rod shape extending in a certain cross section in a direction orthogonal to the vibration input direction to be vibration-proofed, and the abutting elastic body is disposed on the transverse outer peripheral surface of the independent mass member and the opposing surface of the housing. While being compressed and interposed in an elastically deformed state, the contact masses are compressed and deformed in an elastically deformed state across the entire surface of the independent mass member and the opposite surface of the housing at both axial end surfaces of the independent mass member. The contact-type vibration damping device according to claim 7, wherein a gap region that is not formed is formed.

The abutting elastic body is interposed in a plurality of directions between the independent mass member and the facing surface of the housing, so that the independent mass member is positioned and held at a substantially central position in the mass accommodating space of the housing. contact-type vibration damping device according to any one of claims 1 to 6 are turned so that.

When at least in 5G accelerations excitation force exerted relative to the housing, according to any of claims 1 to 10 contacting the elastic body is to be brought apart from the independent mass member or the housing Contact type vibration damping device.